(57)【要約】【課題】  軽量化、省スペース化を図ることができる自動車用強度部材構造を提供する。【解決手段】  インストルメントパネル等の強度部材構造であるクロスカービーム１が、左右のフロントピラー間を横架する直線状または複数の曲がりを有するの小径パイプ等の中空棒のアッパークロスカービーム１Ａと、Ｌ字形状に曲げられた小径パイプ等の中空棒のロワクロスカービーム１Ｂとからなり、ロワクロスカービームが運転手席側ではアッパークロスカービームと接していてこれに溶接され、アッパークロスカービームと接していない部位のロワクロスカービームをブレス５として機能させている。クロスカービームには、ステアリングシャフト３が交差する方向に取り付けられる。助手席側にも、運転手席側と同様の形状のロワクロスカービーム１Ｃを設けることもできる。【選択図】      図２
2005035500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内のインストルメントパネルの裏側に配置され、左右のフロントピラー間に横架されるクロスカービームを、車両の床部に立設されるブレスによって支持する自動車用強度部材構造において、
前記クロスカービームが、左右のフロントピラー間を横架する閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービームと、Ｌ字形状に曲げられた閉断面形状の中空棒であるロワクロスカービームとからなり、
前記ロワクロスカービームが運転手席側では前記アッパークロスカービームと接していて、前記アッパークロスカービームと接していない部位のロワクロスカービームを前記ブレスとして機能させることを特徴とする自動車用強度部材構造。
【請求項２】
運転手席側と同様に、助手席側にもＬ字形状に曲げられた閉断面形状の中空棒であるロワクロスカービームが設けられていて、一部が前記アッパークロスカービームと接していて、前記アッパークロスカービームと接していない部位を前記ブレスとして機能させることを特徴とする請求項１に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項３】
前記アッパークロスカービームと前記ロワクロスカービームとが当接している線の両側で軸方向に沿って両者が全域で又は部分的に溶接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項４】
車内のインストルメントパネルの裏側に配置され、左右のフロントピラー間に横架されるクロスカービームを、車両の床部に立設されるブレスによって支持する自動車用強度部材構造において、
前記クロスカービームが、左右のフロントピラー間を横架する、閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービームと、Ｌ字形状に曲げられた、閉断面形状の中空棒であるロワクロスカービームとからなり、
前記ロワクロスカービームの一部が、運転手席側で前記アッパークロスカービームとほぼ平行でかつ離れて配置され、前記ロワクロスカービームの他部を前記ブレスとして機能させると共に、前記アッパークロスカービームと前記ロワクロスカービームとをステーで連結することを特徴とする自動車用強度部材構造。
【請求項５】
運転手席側と同様に、助手席側にもＬ字形状に曲げられた、閉断面形状の中空棒であるロワクロスカービームが設けられていて、その一部が前記アッパークロスカービームとほぼ平行でかつ離れて配置され、前記ロワクロスカービームの他部を前記ブレスとして機能させると共に、前記アッパークロスカービームと前記ロワクロスカービームとをステーで連結することを特徴とする請求項４に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項６】
車内のインストルメントパネルの裏側に配置され、左右のフロントピラー間に横架されるクロスカービームを、車両の床部に立設されるブレスによって支持する自動車用強度部材構造において、
前記クロスカービームが、左右のフロントピラー間を横架する、閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービームと、Ｌ字形状に曲げられた、閉断面形状の中空棒である２つのロワクロスカービームとからなり、
運転手席側又は助手席側のいずれか一方の前記ロワクロスカービームが、その一部が前記アッパークロスカービームに当接していて、その当接線に沿って溶接されており、
他方の前記ロワクロスカービームの一部が、運転手席側又は助手席側のいずれかで前記アッパークロスカービームとほぼ平行でかつ離れて配置され、その両者がステーで連結されていることを特徴とする自動車用強度部材構造。
【請求項７】
助手席側のセンタ部に、更にブレスを設けて前記アッパークロスカービームを支持していることを特徴とする請求項１又は４に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項８】
前記運転手席側のロワクロスカービームと前記助手席側のロワクロスカービームとが対称形状であることを特徴とする請求項２又は５に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項９】
前記アッパークロスカービームが複数の曲げを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項１０】
Ｌ字形状の前記ロワクロスカービームのストレート部分が、多少曲げられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項１１】
前記アッパークロスカービームと前記ロワクロスカービームの構成材である中空棒の閉断面形状が、真円形、楕円形、正方形、矩形、多角形等の形状をしていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項１２】
前記中空棒の内部に補強ブリッジが設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項１３】
前記アッパークロスカービームの中空棒と前記ロワクロスカービームの中空棒の閉断面形状、閉断面積及び板厚が、同一又はそれぞれ異なることを特徴とする請求項１〜１２に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項１４】
前記アッパークロスカービームと前記ロワクロスカービームの配置は、上下配置、水平配置等の任意の配置が採用可能であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の自動車用強度部材構造。
【請求項１５】
前記クロスカービームには、ステアリングシャフトが前記クロスカービームに交差する方向に取り付けられていて、前記クロスカービームの前記アッパークロスカービームと前記ロワクロスカービームとが、前記ステアリングシャフトを挟持するように配置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自動車用強度部材構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内のインストルメントパネル内のクロスカービーム等の構造部材に適用される自動車用強度部材構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車内のインストルメントパネルの裏側には、図１に示すように両側端にサイドブラケット２を有するクロスカービーム（ＣＣＢ）１が構造部材とし左右のフロントピラー間に横架されている。このクロスカービーム１は、ステアリングホイール３１を備えたステアリングシャフト３がステアリングサポート４によって固定されている。
【０００３】
このようなクロスカービーム１は、従来は図１５に示すように１本の径の大きな丸パイプが使用されていて、車両の床に立設されたブレス５によって支持されている。クロスカービーム１とブレス５とは、車両の組付性を考慮して、クロスカービーム１側にブラケットを設け、このブラケットとブレス５の端部とをボルト等で締結することで結合されていた。しかしながら、このような結合方法では、ねじりに対する剛性が十分ではないためステアリング振動を防止することができなかった。
【０００４】
上記問題を解決するものとして、クロスカービーム１とブレス５との結合方法に改良を加えたものが、従来より知られている（特許文献１参照。）。
この改良された結合方法は、クロスカービーム１のパイプに上下方向に貫通孔を設け、ブレス５の先端側をこの貫通孔に嵌入して、両者を溶接で固定している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８３４７８号公報（第２頁、第１図）
【０００６】
しかしながら、この従来技術のクロスカービームの構造では、その強度を確保するために、断面径が大きく、肉厚の厚い丸パイプを使用する必要があるため、スペース効率が悪く、重量が大きくなるという問題がある。また、運転手席側のみビーム径を大きくして強度確保を図る構造もあるが、これはパイプの拡管或いは小径パイプと大径パイプの溶接等という工程が入りコスト高になっている。加えて、運転手席側では円形状の径が全方位で大きくなりスペースの有効利用において自由度が低いという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、軽量化、省スペース化を図ることができる自動車用強度部材構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の自動車用強度部材構造を提供する。
請求項１に記載の自動車用強度部材構造は、インストルメントパネル等の強度部材であるクロスカービームが、左右のフロントピラー間を横架する、閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービームと、Ｌ字形状に曲げられた、閉断面形状の中空棒であるロワクロスカービームとからなり、ロワクロスカービームが運転手席（Ｄ席）側ではアッパークロスカービームと接していて、このアッパークロスカービームと接していない部位のロワクロスカービームをブレスとして機能させるようにしたものである。このように、クロスカービームを２本の中空棒にすることで全体としての強度部材の軽量化が図れ、また助手席（Ｐ席）側が１本の中空棒であるので、助手席側でのインストルメントパネル内のスペース効率の向上が図れる。更に、別部品としてブレスを用意する必要がなく、このブレス分の重量の軽減も図れる。
【０００９】
請求項２の自動車用強度部材構造は、運転手席側と同様に助手席側にも、Ｌ字形状に曲げられた中空棒のロワクロスカービームを設けたものであり、これにより、運転手席側のみならず助手席側でのクロスカービームの変形強度を確保することができる。
請求項３の自動車用強度部材構造は、アッパークロスカービームとロワクロスカービームとが当接している線の両側で軸方向に沿って両者を全域で又は部分的に溶接したものであり、これにより、両者が強固に一体化される。
【００１０】
請求項４に記載の自動車用強度部材構造は、インストルメントパネル等の強度部材であるクロスカービームが、左右のフロントピラー間を横架する、閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービームと、Ｌ字形状に曲げられた、閉断面形状の中空棒であるロワクロスカービームとからなり、ロワクロスカービームの一部が、運転手席側でアッパークロスカービームとほぼ平行でかつ離れて配置され、ロワクロスカービームの他部をブレスとして機能させると共に、アッパークロスカービームとロワクロスカービームとをステーで連結させるようにしたものである。このように、クロスカービームを２本の中空棒にすることで全体として強度部材の軽量化が図れ、また助手席側が１本の中空棒であるので、助手席側でのインストルメントパネル内のスペース効率の向上が図れる。
請求項５の自動車用強度部材構造は、運転手席側と同様の構造のロワクロスカービームを助手席側にも設けたものであり、これにより、運転手席側のみならず助手席側でのクロスカービームの変形強度を確保することができる。
【００１１】
請求項６に記載の自動車用強度部材構造は、インストルメントパネル等の強度部材であるクロスカービームが、左右のフロントピラー間を横架する、閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービームと、Ｌ字状に曲げられた、閉断面形状の中空棒である２つのロワクロスカービームとからなり、一方のロワクロスカービームの一部が運転手席側又は助手席側のいずれかでアッパークロスカービームに当接していて、その当接線に沿って溶接されており、他方のロワクロスカービームの一部が運転手席側又は助手席側のいずれかでアッパークロスカービームとほぼ平行でかつ離れて配置され、両者がステーで連結されるようにしたものである。この場合においても、強度部材の軽量化及び省スペース化を図ることができる。
請求項７の自動車用強度部材構造は、助手席側のセンタ部に更にブレスを設けてアッパークロスカービームを支持するようにしたものであり、これにより、運転手席側だけでなく、助手席側においても、クロスカービームの強度を向上できると共に助手席側にもロワクロスカービームを設けるものに比べて、軽量化を図ることができる。
【００１２】
請求項８の自動車用強度部材構造は、運転手席側と助手席側のロワクロスカービームの形状を対称形状としたものであり、これにより、ロワクロスカービームの部品の共通化を図ることができ、コストが削減できる。
請求項９の自動車用強度部材構造は、アッパークロスカービームが複数の曲げを有しているものであり、これにより、クロスカービームのパッケージングの自由度を向上させることができる。
【００１３】
請求項１０の自動車用強度部材構造は、Ｌ字形状のロワクロスカービームのストレート部分が多少曲げられているものであり、これにより、クロスカービームのパッケージングの自由度を向上させることができる。
請求項１１の自動車用強度部材構造は、アッパークロスカービームとロワクロスカービームの構成材である中空棒の閉断面形状が、真円形、楕円形、正方形、矩形、多角形等の形状をしていることを規定しているものであり、本発明は真円形断面形状のパイプのみならず、他の断面形状の中空棒が採用可能である。
【００１４】
請求項１２の自動車用強度部材構造は、中空棒の内部に補強ブリッジを設けたものであり、これにより、クロスカービームの一層の強度強化を図ることができる。
請求項１３の自動車用強度部材構造は、アッパークロスカービームの中空棒とロワクロスカービームの中空棒の閉断面形状、閉断面積及び板厚を、同一又はそれぞれ異なるようにしたものであり、これにより、車両毎の強度要件によって閉断面形状、閉断面積及び板厚を変え、適正な強度を得ることが可能となる。なお、この場合、アッパークロスカービームとロワクロスカービームとの間に限らず、運転手席側と助手席側のロワクロスカービームの間においても、これらを変えることができる。
【００１５】
請求項１４の自動車用強度部材構造は、アッパークロスカービームとロワクロスカービームの配置として、上下配置、水平配置等の任意の配置を採用できるものであり、これにより、車両のスペースに合わせた配置構造を採用できる。例えば、上下方向にスペースの余裕がある場合には、上下配置方式を採用することができる。
請求項１５の自動車用強度部材構造は、アッパークロスカービームとロワクロスカービームとを、クロスカービームに交差する方向に取り付けられたステアリングシャフトを挟持するように配置したものであり、これにより、ステアリングシャフトの上側の省スペース化を図れる。なお、この場合、アッパークロスカービーム又はロワクロスカービームの一部を湾曲させて、この湾曲させた部分にステアリングシャフトを通す必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の自動車用強度部材構造について説明する。実施の形態の説明においては、自動車用強度部材としてクロスカービーム（ＣＣＢ）を例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は、自動車の全体構造に占めるクロスカービームの位置付けを説明する図である。即ち、クロスカービーム１は図示しないインストルメントパネル（計器等の備品を取り付けるパネル）の裏側に配置され、左右のフロントピラー（図示せず）間に横架され、車両の床に立設されたブレス５によって支持されているものである。このクロスカービーム１の両端には、取付用のサイドブラケット２が固定されると共に、ステアリングシャフト３がステアリングサポート４を介して取り付けられている。
【００１７】
図２は、本発明の第１実施の形態のクロスカービーム構造の全体構成を示す図とII−II断面図である。図２に示されるように、本発明のクロスカービーム１は、２本の小径丸パイプ等の閉断面形状の中空棒であるアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとから構成されている。アッパークロスカービーム１Ａは、直線状中空棒（パイプ）であり、その両端はサイドブラケット２に固着されている。ロワクロスカービーム１Ｂは、略中間部が曲げられたＬ字形状の中空棒（パイプ）であり、その一端は運転手席側（図面右側）のサイドブラケット２に固着されている。アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとは、図３に示すように運転手席側では両者が当接して配置されていて、この当接した線の両側で軸方向に沿って両者は溶接されている。このようにして、運転手席側でアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとは溶接によって結合され一体化されている。なお、図２及び図３では、アッパークロスカービーム１Ａは直線状中空棒（パイプ）であるが、複数の曲がりを有する中空棒（パイプ）でも本構造は成立する。また、Ｌ字形状のロワクロスカービーム１Ｂのストレート部分が多少曲げられていても本構造は成立する。なお、「閉断面」とは、断面の内周縁が閉じられた形となっていることを意味している。
【００１８】
運転手席側で一体化されたアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂは、ステアリングサポート４を介してこれらに交差する方向にステアリングシャフト３が取り付けられている。この場合、II−II断面図から明らかなように、ステアリングシャフト３の軸方向に交差する方向に上下に重ねられるようにアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとが配置されている。
また、ロワクロスカービーム１Ｂの略直角に曲げられた、アッパークロスカービーム１Ａに当接していない部位は、ブレス５として機能し、その端部が車両の床に固定される。
【００１９】
図４は、本発明の第１実施形態のクロスカービーム構造の別の実施例を示している。先の実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとは、ステアリングシャフト３の軸方向に交差する方向に重ねられて配置されていたが、本実施例では、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとをステアリングシャフト３の軸方向に沿って並べて配置したものである。その他の構成は、先の実施形態と同様である。なお、図４において、ステアリングサポート４は省略している。
本実施例のアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂの配置構造は、上下方向（ステアリングシャフト３の軸方向に交差する方向）の省スペース化を図るのに有利である。
【００２０】
図５は、本発明の第１実施形態のクロスカービーム構造の更に別の実施例を示している。本実施例では、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとをステアリングシャフト３を挟持するように配置したものである。この場合においては、図５のＢ視図に示されるようにロワクロスカービーム１Ｂのアッパークロスカービーム１Ａに沿う部分の一部を湾曲させて、この湾曲した部分にステアリングシャフト３を通すようにする必要がある。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。なお、図５においても、ステアリングサポート４は省略している。
本実施例のアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂの配置構造では、ステアリングシャフト３の上側の省スペース化を図るのに有利である。
【００２１】
図６は、本発明の第２実施形態のクロスカービーム構造を示している。先の第１実施形態のクロスカービーム構造では、運転手席（Ｄ席）側のみにロワクロスカービーム１Ｂが設けられているが、この第２実施形態では、助手席（Ｐ席）側にもロワクロスカービーム１Ｃが設けられている。他の構成は、第１実施形態と同様である。助手席側のロワクロスカービーム１Ｃもまた、略中間部分で折り曲げられたＬ字形状の閉断面形状の中空棒（パイプ）であり、その一端は、助手席側（図６において左側）のサイドブラケット２に固着されている。アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｃとは、助手席側では両者は当接して配置され、図７に示すようにこの当接した線の両側で軸方向に沿って両者は溶接され、一体化されている。この溶接は、当接した線の全域に渡って行ってもよいし、また図７（ａ）に示すように部分的に溶接を行ってもよい。ロワクロスカービーム１Ｃの略直角に曲げられた、アッパークロスカービーム１Ａに当接していない部位は、ブレス５として機能し、その端部が車両の床に固定される。
【００２２】
この第２実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａと運転手席側のロワクロスカービーム１Ｂとの配置関係は、図７（ｃ）に示すように第１実施形態と同様にステアリングシャフト３の軸方向に交差する方向に重ねられて配置されており、アッパークロスカービーム１Ａと助手席側のロワクロスカービーム１Ｃとの配置関係も、図７（ｂ）に示すように同じ方向に重ねられて配置されている。図７では、アッパークロスカービーム１Ａと運転手席側及び助手席側のロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとを同一の閉断面形状、閉断面積（パイプ径）及び板厚としているが、これらは必ずしも同一の閉断面形状、閉断面積、板厚とする必要もなく、車両毎の強度要件によって個別に閉断面形状、閉断面積、板厚を変えて、適正強度を得るようにすることもできる。
【００２３】
このように第２実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとの３本の中空棒（パイプ）構造とすることで、助手席側の強度アップを図ることができる。また、３中空棒（パイプ）とすることで、全体としての強度部材の軽量化及び、クロスカービーム１のセンタ部のインストルメントパネル内のスペース効率の向上を図ることができる。
【００２４】
図８は、第２実施形態のクロスカービーム構造のそれぞれ別の実施例を示している。これらの別の実施例は、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの中空棒（パイプ）の配置関係を変えたものである。即ち、図８（ａ）では、アッパークロスカービーム１Ａと運転手席側のロワクロスカービーム１Ｂとが、ステアリングシャフト３の軸方向と平行な方向に並んで配置され、アッパークロスカービーム１Ａと助手席側のロワクロスカービーム１Ｃも、同様な向きに並んで配置されている。また図８（ｂ）では、アッパークロスカービーム１Ａと運転手席側のロワクロスカービーム１Ｂとは、ステアリングシャフト３の軸方向と所定の角度で交わる軸上に重ねられて配置されている一方で、アッパークロスカービーム１Ａと助手席側のロワクロスカービーム１Ｃとは、ステアリングシャフト３の軸方向と所定の角度と交わる軸に対して交差する方向に並んで配置されている。このように、アッパークロスカービーム１Ａに対するロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの配置を、運転手席側と助手席側とで変えることもできる。
【００２５】
図８（ａ）に示されるようなアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの配置構造においては、運転手席側及び助手席側で共に上下方向の省スペース化を図ることができる。また、図８（ｂ）に示されるアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの配置構造では、助手席側では上下方向の省スペース化が可能であり、一方運転手席側では前後方向の省スペース化を図ることができる。これらのアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとのパイプの配置関係は、上下配置、水平配置に限らず、その配置は任意に変えられるものである、また、図８（ｂ）に示すようにロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃをアッパークロスカービーム１Ａよりも小径化することで、更なる省スペース化も可能となる。なお、この第２実施形態でも、第１実施形態と同様にアッパークロスカービーム１Ａは、直線状中空棒（パイプ）に限らず、曲がりを有する中空棒（パイプ）を使用してもよい。Ｌ字形状のロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃのストレート部分に多少の曲がりがあってもよい。
【００２６】
図９は、本発明の第３実施形態のクロスカービーム構造を示している。先の第１実施形態では、ブレスとして運転手席側のロワクロスカービーム１Ｂの一部のみが機能していたが、本第３実施形態では、助手席側の略中央部にブレス５を新らたに追加している。他の構成は、第１実施形態と同様である。このブレス５は、アッパークロスカービーム１Ａに結合していて、それを支持している。第３実施形態のクロスカービーム構造は、第１実施形態と同様にアッパークロスカービーム１Ａと運転手席側ロワクロスカービーム１Ｂの２中空棒（パイプ）構造であるが、助手席側にブレス５を追加することで、第１実施形態よりも助手席側のクロスカービーム強度を向上することができる。また、構造は、第２実施形態の３中空棒（パイプ）構造よりもシンプルであり、軽量化を図ることができる。
【００２７】
図１０は、本発明の第４実施形態のクロスカービーム構造とＸ1 −Ｘ1 断面及びＸ2 −Ｘ2 断面を示している。本実施形態では、図２の第１実施形態の２中空棒（パイプ）構造のクロスカービーム１を基本とし、直線状中空棒のアッパークロスカービーム１ＡとＬ字形状の１つの中空棒のロワクロスカービーム１Ｂとより構成されている。しかしながら、本実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａである中空棒の閉断面形状は、６角形状であり、その断面積は比較的に小さい。また、ロワクロスカービーム１Ｂである中空棒の閉断面形状は、真円であり、その径は小さい（断面積が小さい）。断面６角形状のアッパークロスカービーム１ＡとＬ字形状のロワクロスカービーム１Ｂの一部は、当接していて、その当接線に沿ってその両側で溶接されている。アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂとの溶接は、必ずしも当接線の全域に渡って実施する必要はなく、溶接強度を確保すれば部分溶接でもよい。
【００２８】
このように、アッパークロスカービーム１Ａである中空棒の閉断面形状は、先の実施形態のように必ずしも真円形である必要はなく、本実施形態のように６角形状であっても、本構造は成立する。即ち、アッパークロスカービーム１Ａの閉断面形状は、楕円を含む円形、又は３角形、４角形等の多角形、又は曲面と平面の組み合わさった閉断面形状であってもよい。
同様に、ロワクロスカービーム１Ｂも必ずしも真円形である必要はなく、アッパークロスカービーム１Ａと同様に閉断面であればいずれの断面形状でもよい。なお、３中空棒（パイプ）構造であるクロスカービーム１にも、種々の閉断面形状の中空棒が採用可能である。
【００２９】
図１１は、本発明の第５実施形態のクロスカービーム構造とXI1 −XI1 断面及びXI2 −XI2 断面を示している。本実施形態では、図６の第２実施形態の３中空棒（パイプ）構造のクロスカービーム１を基本とし、直線状中空棒のアッパークロスカービーム１ＡとＬ字形状の２つの中空棒のロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとにより構成されている。しかしながら、本実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａである中空棒の閉断面形状が、８角形状であり、その断面積が比較的に小さい。また、ロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの中空棒の閉断面形状は、楕円形であり、しかも運転手席側のロワクロスカービーム１Ｂと助手席側のロワクロスカービーム１Ｃは、楕円形の長径と短径との比が変えられており、運転手席側の方がその比が小さく、円形に近くなっている。
【００３０】
更に、この第５実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａの内側に断面十字形状の補強ブリッジ６が挿着されている。また、運転手側のロワクロスカービーム１Ｂの内側にも板状の補強ブリッジ６が挿着されている。この補強ブリッジ６は、それぞれのクロスカービームの強度を補うためのものであり、ビーム強度が十分であれば、必ずしも補強ブリッジ６を設ける必要はない。
断面８角形状のアッパークロスカービーム１Ａと断面楕円形のＬ字形のロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの一部とは当接していて、その当接線に沿ってその両側で両者は溶接されている。両者の溶接は、当接線の全域に渡って実施する必要はなく、溶接強度を確保できれば部分溶接でも問題はない。
【００３１】
このように、アッパークロスカービーム１Ａ及びロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの中空棒の閉断面形状は様々の断面形状が採用可能であり、かつビームの内側に補強ブリッジ６を挿着することで、ビーム強度の強化を図ることもできる。
なお、第４、第５実施形態では、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとの配置関係は、ステアリングシャフト３の軸方向と交差する方向に上下に配置されているが、ステアリングシャフト３の軸方向に平行な方向に並べて配置してもよい。
【００３２】
図１２は、本発明の第６実施形態のクロスカービームの構造を示している。本実施形態では、アッパークロスカービーム１ＡとＬ字形状のロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとが、ほぼ平行にかつ互いに離間して配置されており、両者は、ステー７によって連結されている。ステー７とアッパークロスカービーム１Ａ及びステー７とロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとは、それぞれ溶接にて結合され、ステー７の個数は任意である。ステー７の形状は、パイプ材、板金物等適宜採用可能である。
【００３３】
図１３（ａ）は、第６実施形態のクロスカービーム構造のアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとの配置関係を示す図であり、図１２のXII1−XII1線における断面とXII2−XII2線における断面を示している。この場合、アッパークロスカービーム１Ａと助手席側のロワクロスカービーム１Ｃとは、ステアリングシャフト３の軸方向に交差する方向に上下に間隔をあけて配置されている。また、アッパークロスカービーム１Ａと運転手側のロワクロスカービーム１Ｂとは、ステアリングシャフト３の軸方向に交差する方向に、ステアリングシャフト３を挟んで上下に配置されている。このアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとの配置関係では、運転手席側及び助手席側での前後方向の省スペース化を図ることができる。
【００３４】
図１３（ｂ）は、第６実施形態のクロスカービーム構造のアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとの配置関係を示す別の実施例であり、図１２のXII1−XII1線における断面とXII2−XII2線における断面を示している。この場合、アッパークロスカービーム１Ａと助手席側のロワクロスカービーム１Ｃとは、ステアリングシャフト３の軸方向に対し所定の角度αで交わる線上に互いに離間して配置されている。当然アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｃとは、ステー７によって連結されている。一方、アッパークロスカービーム１Ａと運転手席側のロワクロスカービーム１Ｃとは、ステアリングシャフト３の軸方向と平行な線上に互いに離間して配置されている。更に、この実施例では、アッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃとは、その閉断面形状が異径の真円形である。即ち、アッパークロスカービーム１Ａの方がロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃよりやや径が大きい真円形状の中空棒を使用している。この別の実施例における配置関係では、運転手席側及び助手席側での上下方向の省スペース化を図ることができる。
【００３５】
上述した第６実施形態のクロスカービーム構造におけるアッパークロスカービーム１Ａとロワクロスカービーム１Ｂ，１Ｃの中空棒の閉断面形状が、全て真円形であるが、これ以外の楕円等を含む円形、三角形等の多角形又は曲面と平面の組み合わさった閉断面形状でも採用可能である。また、両者の配置関係も、上下配置、水平配置である必要もなく、任意に配置関係を定めることができる。
【００３６】
本発明のクロスカービーム構造の構成部品の材質等の仕様は、以下のようなものである。アッパークロスカービーム及びロワクロスカービームは、小径の丸パイプ等の中空棒であり、その材質は、鉄（Ｆｅ）又はアルミ材（Ａｌ）から作られている。ブレス及びステアリングサポートは、プレス製品であり、その材質は同じく鉄又はアルミ材から作られている。なお、このステアリングサポートはクロスカービームに溶接等で固定されている。また、サイドブラケットはプレス製品であり、その材質は同じく鉄又はアルミ材から作られている。
更に、補強ブリッジの材質も、鉄又はアルミ材であり、またパイプ材、板金物等よりなるステーの材質も、鉄又はアルミ材である。
【００３７】
図１４には、図１５に示される従来技術のクロスカービーム構造と本発明の第１、第２実施形態のクロスカービーム構造との比較を、重量、断面積及び変形強度解析とで行った結果を表で示している。なお、解析ソフトとしてＭＡＲＣ２０００を使用し、解析モデルの構成は、（１）アッパークロスカービーム（アッパーＣＣＢ）、（２）ロワクロスカービーム（ロワＣＣＢ）、（３）ステアリングサポート、（４）両サイドブラケット及び（５）ステアリングである。
従来のクロスカービーム（ＣＣＢ）では、径φが５４mmで厚さｔが１．６mmの大径の鉄製パイプ及び厚さｔが１．２mmのブレスを使用し、本発明の２パイプのクロスカービーム（ＣＣＢ）では、径φが３８．１mmで厚さｔが１．２mmの小径の鉄製パイプを使用し、別製品としてのブレスは使用していない。また、３パイプのクロスカービーム（ＣＣＢ）では、径φが３８．１mmで厚さｔが１．０mmの鉄製パイプを使用している。
【００３８】
図１４の重量効果の比較表から解るように、本発明の２パイプのクロスカービームにおいては従来技術より重量で約２６％の軽量化を図ることができ、３パイプのクロスカービームにおいては、従来技術より重量で約１５％の軽量化を図ることができた。
また、断面積の比較表から解るように、運転手席側（Ｄ席部）ではそれ程数値に差はないが、センタ部においては、本発明の２パイプのクロスカービームでは従来技術より約５０％の省スペース化を図ることができ、３パイプのクロスカービームでは、約１５％の軽量化を図ることができた。
更に変形強度解析の結果を比較した表から解るように、本発明の３パイプのクロスカービームにおいては、従来技術よりも同等以上の強度を得ることができた。なお、変形強度解析においては、クロスカービームの運転手席部（Ｄ席部）及び助手席部（Ｐ席部）共に水平方向から荷重を加えることで解析を行った。
【００３９】
以上説明したように、本発明においては、クロスカービームを２本の小径パイプ等の中空棒にすることで、同一の強度であってなおかつ全体としての強度部材の軽量化、及びセンタ部と助手席側のインストルメントパネル内のスペース効率アップを図ることができる。また、クロスカービームを３本の小径パイプ等の中空棒とすることで、全体としての強度部材の軽量化及び強度アップを図ることができ、助手席側の強度も改善が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】自動車用強度部材構造であるクロスカービーム構造を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態のクロスカービーム構造の正面図及びII−II線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のクロスカービーム構造の斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態のクロスカービーム構造の別の実施例をII−II線と同様の切断線によって切断した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のクロスカービーム構造の更に別の実施例をII−II線と同様の切断線によって切断した断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態のクロスカービーム構造の正面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第２実施形態のクロスカービーム構造の斜視図であり、（ｂ）は、図６のVII1−VII1線における断面図で、（ｃ）は、図６のVII2−VII2線における断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態のクロスカービーム構造のそれぞれ別の実施例（ａ），（ｂ）をVII1−VII1線及びVII2−VII2線と同様の切断線によって切断した断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態のクロスカービーム構造の正面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態のクロスカービーム構造の正面図と、Ｘ1 −Ｘ1 線及びＸ2 −Ｘ2 線における断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態のクロスカービーム構造の正面図と、XI1 −XI1 線及びXI2 −XI2 線における断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態のクロスカービーム構造の正面図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第６実施形態のクロスカービーム構造をXII1−XII1線及びXII2−XII2線によって切断した断面図であり、（ｂ）は、同様の切断線によって切断した別の実施例の断面図である。
【図１４】本発明の第１、第２実施形態と従来技術との比較結果を示す表である。
【図１５】従来技術のクロスカービーム構造の正面図及びXV−XV線における断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…クロスカービーム
１Ａ…アッパークロスカービーム
１Ｂ，１Ｃ…ロワクロスカービーム
２…サイドブラケット
３…ステアリングシャフト
４…ステアリングサポート
５…ブレス
６…補強ブリッジ
７…ステー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005035500.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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